炼厂尾油作为重质油加工转化过程所产生的副产品,二次加工性能差,严重限制了我国炼化工艺的进一步发展。气流床油气化技术可以在解决炼厂尾油出路的同时生产合成气。本文通过油气化热模实验、常压热重实验、CFD数值模拟计算对炼厂尾油及副产炭黑气化特性进行了研究,为炼厂尾油气化工业化应用提供参考。开展了炼厂尾油气化热模实验,以柴油和柴油油浆混合物作为实验原料模拟炼厂尾油气化,研究了炭黑粒径分布、金属Ni、Mo和V在气化过程中的形态演变规律以及碳转化率。结果表明,实验所产生的炭黑由于没有进一步氧化和破裂导致粒径相对较大,降低了碳转化率。大部分金属均残留于炭黑中,在柴油气化所产生的炭黑中Ni以单质形态存在,V以VC形态存在,Mo以MoC形态存在,在柴油油浆混合物气化所产生的炭黑中金属元素除了上述存在形态以外,Mo还以Mo2C形态存在,高温条件下的实验结果与FactSage模拟结果基本吻合。采用常压热重分析仪研究了升温速率对副产炭黑水蒸气和CO2气化反应性的影响,利用Friedman法求解副产炭黑CO2气化的动力学参数,研究了副产炭黑超声处理前后的CO2气化反应活性,并与神华煤进行了对比。结果表明,副产炭黑的水蒸气气化反应性能比CO2气化反应性能好。副产炭黑的CO2气化反应过程为两步动力学反应:第一步是转化率为0.6之前的反应,活化能为（174.8±15.7）kJ/mol,主要是与炭黑内部无定形碳的反应;第二步是转化率为0.6之后的反应,活化能为（229.1±16.1）kJ/mol,主要是与炭黑石墨外壳的反应。副产炭黑的CO2气化反应活性低于神华煤,对副产炭黑进行超声处理后,其平均气化反应速率提高了约27%,最大气化反应速率提高了约40%,综合性能指数显著提高,气化反应性能明显改善。通过CFD数值模拟计算研究了水蒸气浓度对炼厂尾油气化副产炭黑生成的影响。结果表明,模拟结果与实验结果基本一致。炼厂尾油气化所产生的副产炭黑包括油热解产生的热解炭黑和乙炔转化生成的转化炭黑,水蒸气浓度变化主要通过化学效应影响热解炭黑产量,通过稀释效应、热力学效应和化学效应影响转化炭黑产量,水蒸气浓度的增加可以明显降低副产炭黑产量,进而提高炼厂尾油气化的碳转化率。